DE515870C

DE515870C - Regenerative heat exchange device, in particular for preheating combustion air

Info

Publication number: DE515870C
Application number: DEA52461D
Authority: DE
Original assignee: LJUNGSTROEMS ANGTURBIN AB
Current assignee: LJUNGSTROEMS ANGTURBIN AB
Priority date: 1927-10-12
Filing date: 1927-11-15
Publication date: 1931-01-14

Description

Regenerativwärmeaustauschvorrichtung, insbesondere zur Vorwärmung von Verbrennungsluft Die Erfindung betrifft eine nach dem Regenerativverfahren arbeitende Wärmeaustauschvorrichtung, insbesondere zur Vorwärmung von Verbrennungsluft, deren Speicherkörper aus Wellblechplatten besteht.Regenerative heat exchange device, in particular for preheating of combustion air The invention relates to a regenerative process Heat exchange device, in particular for preheating combustion air, whose Storage body consists of corrugated sheet metal.

Es sind Wärmeaustauschvorrichtungen bekannt, bei denen die vom wärmeaustauschenden Mittel durchströmten Kanäle von nebeneinanderliegenden Wellblechen gebildet werden, deren Wellenkanten senkrecht zueinander liegen. Bei diesen bekannten Vorrichtungen besitzen die Bleche im wesentlichen eine gleiche, möglichst klein gehaltene Wellenteilung und eine gleiche, möglichst groß gehaltene Wellentiefe. Der infolge dieser Anordnung der Bleche geschaffene Vorteil des erhöhten Wärmeaustausches durch nacheinanderfolgendes Zusammenpressen und Wiederentspannen der wärmeaustauschenden Mittel in den sich abwechselnd verengenden und erweiternden Kanälen wird jedoch dadurch verringert, daß durch die scharfkantigen, zur Strömungsrichtung" senkrecht liegenden Wellen mit kleiner Wellenteilung und großer Wellentiefe Wirbelungen auftreten, die einen erheblichen Strömungswiderstand zur Folge haben, durch den der zur Durchführung der strömenden Mittel notwendige Kraftaufwand in einem zum Gewinn an besserem Wärmeübergang in keinem Verhältnis stehenden Maße vergrößert wird. Die Vorrichtung gemäß der Erfindung vermeidet diese Schwierigkeit dadurch, daß abwechselnd Bleche mit kleiner Wellenteilung, aber großer Wellentiefe, und Bleche mit großer Wellenteilung, aber kleiner Wellentiefe, neben und in einem rechten oder spitzen bzw. stumpfen Winkel zueinander angeordnet sind. Dabei liegen die Bleche kleiner Wellenteilung, aber großer Wellentiefe, mit ihren Wellenkanten in der Hauptströmungsrichtung der wärmeaustauschenden Mittel.There are known heat exchange devices in which the heat exchanging Medium flow channels are formed by corrugated sheets lying next to one another, whose corrugated edges are perpendicular to each other. In these known devices the metal sheets have essentially the same, as small as possible, corrugation pitch and an equal, as large as possible wave depth. The result of this arrangement the advantage of the increased heat exchange created by the sheets in succession Compression and re-expansion of the heat-exchanging agent in the self alternating narrowing and widening canals is reduced by that by the sharp-edged waves lying "perpendicular to the direction of flow" With a small wave pitch and a large wave depth, eddies occur that one have considerable flow resistance result, through which the implementation of the flowing means necessary effort in one to gain better heat transfer is enlarged in a disproportionate degree. The device according to the invention avoids this difficulty by alternating sheets with small corrugation, but large corrugation depth, and sheets with large corrugation pitch, but small corrugation depth, arranged next to and at a right or acute or obtuse angle to one another are. The sheets are with a small corrugation pitch, but large corrugation depth their undulating edges in the main flow direction of the heat exchanging means.

Durch die Verwendung solcher Bleche in der genannten Anordnung wird sowohl eine den Wärmeaustausch unterstützende große Oberfläche geschaffen, als auch der Durchflußwiderstand möglichst klein gehaltenunddadurch ebenfalls der Wärmeaustausch begünstigt.By using such sheets in the above arrangement both a large surface supporting the heat exchange created, as well as the flow resistance is kept as small as possible and thus also the heat exchange favored.

Ein Beispiel einer Ausführung des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen: Abb. i einen Längsschnitt durch einen regenerativen Wärmeaustauscher, Abb. 2 eine schaubildliche Darstellung eines Teiles der Speichermasse des Austauschers nach Abb. i, Abb.3 einen Teil der Speichermasse nach Abb. 2 in vergrößertem Maßstabe, in der Stromrichtung des wärmeabgebenden oder wärmeaufnehmenden Mittels gesehen, und Abb. 4 einen Schnitt nach Linie A-:I in Abb. 3.An example of an embodiment of the subject invention is in Drawing shown. They show: Fig. I a longitudinal section through a regenerative Heat exchanger, Fig. 2 is a diagrammatic representation of part of the storage mass of the exchanger according to Fig. i, Fig. 3 part of the storage mass according to Fig. 2 in enlarged scale, in the direction of flow of the heat-emitting or heat-absorbing By means of, and Fig. 4 a section along line A-: I in Fig. 3.

Bei dem als Luftvorwärmer zu verwendenden Wärmeaustauscher regenerativer Bauart nach Abb. z befindet sich in einem Gehäuse 2o ein die Speichermasse 22 tragender umlaufender Rahmen oder Speicherkörper 21, der mittels Rollen 23 und 24 im Gehäuse 2o gelagert und geführt sowie von einer Welle 24 angetrieben wird, welche gleichzeitig ein Gebläse 25 trägt, das Luft in Richtung der Pfeile 26 durch den Austauscher hindurchpreßt. Auf derselben Welle befindet sich noch ein zweites Gebläse 27, das die heißen Abgase durch den Vorwärmer in Richtung der Pfeile 28 hindurchsaugt. Die von den Gebläsen durch den Austauscher hindurchbeförderten Gase sind im Gehäuse voneinander durch eine Scheidewand 29 getrennt, welche zwei Kanäle 30, 31 entstehen läßt, durch die die Speichermasse bei der Umdrehung des Speicherkörpers 21 hindurchbefördert wird. Auf diese Weise strömen die verschiedenen Gase abwechselnd durch dieselben Kanäle der Speichermasse.In the heat exchanger of regenerative design to be used as an air preheater according to Fig. which at the same time carries a fan 25 which presses air in the direction of arrows 26 through the exchanger. On the same shaft there is also a second fan 27 which sucks the hot exhaust gases through the preheater in the direction of the arrows 28. The gases conveyed through the exchanger by the fans are separated from one another in the housing by a partition 29, which creates two channels 30, 31 through which the storage mass is conveyed as the storage body 21 rotates. In this way, the different gases alternately flow through the same channels of the storage mass.

Die Speichermasse, in Abb.2 schaubildlich in einem Teil därgestellt, besteht aus Blechen34, welche mit Wellen versehen sind, deren Kanten in der Hauptstromrichtung der Gase verlaufen, und aus dazwischenliegenden Blechen 35 mit senkrecht zur Hauptstromrichtung der Gase verlaufenden Wellenkanten. Solange sich der betreffende Speicherteil in dem heißen Gas befindet, erfolgt der Durchstrom in Richtung der Pfeile 33; befindet sich der gleiche Speicherteil jedoch im Luftkanal, so erfolgt der Durchstrom in entgegengesetzter Richtung.The storage mass, shown diagrammatically in one part in Figure 2, consists of metal sheets34, which are provided with corrugations, the edges of which are in the main flow direction of the gases run, and from intermediate sheets 35 with perpendicular to the main flow direction the sidewalls running through the gases. As long as the relevant memory part is in the hot gas is located, the flow is in the direction of the arrows 33; is located However, if the same storage part is in the air duct, the flow occurs in opposite direction.

Abb.3 zeigt in größerem Maßstäbe einen noch kleineren Speicherteil, und zwar in der Stromrichtung der Gase gesehen. Wie aus dieser und der Abb.4, welche einen Schnitt nach Linie A--4 in Abb. 3 darstellt, ersichtlich ist, liegt die Stromrichtung gemäß den Pfeilen 33 in Abb. 4 zur Zeichnungsebene parallel. Durch die Blechwellen haben die Kanäle 36 einen sich stets verändernden Durchgangsquerschnitt, der z. B. bei 38 größer ist als bei 39. Das durch die Kanäle 36 strömende Mittel wird also abwechselnd verdichtet und wieder ausgedehnt, wodurch infolge ständiger Teilung der an den Blechwänden entlangströmenden Gasteile ein hoher Wärmeübergang erreicht wird.Fig. 3 shows an even smaller storage part on a larger scale, seen in the direction of flow of the gases. As from this and Fig.4, which one a section along line A - 4 in Fig. 3, it can be seen, the current direction is according to the arrows 33 in Fig. 4 parallel to the plane of the drawing. Through the sheet metal waves the channels 36 have a constantly changing passage cross-section, the z. B. at 38 is greater than at 39. The medium flowing through the channels 36 is therefore alternately compressed and expanded again, as a result of constant division the gas parts flowing along the sheet metal walls achieve a high heat transfer will.

Der nach der Erfindung ausgebildete Wärmeaustauscherhat einen nur sehr geringen Durchgangswiderstand. Es hat sich gezeigt, daß der Wirkungsgrad des Wärmeüberganges bei regenerativen Austauschern gemäß der Erfindung bis auf das 2,5- bis 2,8fache gegenüber den üblichen Austauschern erhöht werden kann. Der erhöhte Wärmeübergang gestattet aber, die von den Gasen bestrichene Fläche etwa auf die Hälfte zu vermindern, wodurch die Herstellungskosten für den ganzen Austauscher erheblich vermindert werden.The heat exchanger formed according to the invention has only one very low volume resistance. It has been shown that the efficiency of the Heat transfer in regenerative exchangers according to the invention up to the 2.5- can be increased up to 2.8 times compared to the usual exchangers. The increased However, heat transfer allows the area swept by the gases to about Half, reducing the manufacturing cost of the whole exchanger can be reduced considerably.

Claims

Claim: regenerative heat exchange device, in particular for preheating combustion air, with one made of corrugated sheet metal Storage body, characterized in that sheets (34) with a small shaft pitch, but large corrugation depth, and sheets (35) with large corrugation pitch, but smaller Wave depth, alternately next to and in a right or pointed or blunt Angle to each other are arranged, the sheets smaller corrugation, but large wave depth, with their wave edges in the main flow direction of the heat exchanging Means lie.